成本直降95%！中國科大突破全固態電池產業難題

中國科學技術大學在全固態電池關鍵技術領域取得突破性進展，為推動這一兼具高安全性與高能量密度的儲能技術走向實用化邁出關鍵一步。

該項研究由中國科學技術大學馬騁教授團隊完成，成果已於2024年1月8日發表於國際權威期刊《自然·通訊》。

全固態鋰電池被公認為下一代電池技術的重要方向，其潛在優勢包括遠超當前液態鋰離子電池的安全性與能量密度。然而，該技術的產業化長期面臨一個核心瓶頸：固態電解質與電極之間接觸不良，必須在循環過程中持續施加數十至上百兆帕的高壓才能維持穩定接觸，這在實際應用中極難實現。

針對這一難題，馬騁教授團隊成功研發出一種名為“鋰錆鋁氯氧”（化學式：1.4Li₂O-0.75ZrCl₄-0.25AlCl₃）的新型固態電解質材料。該材料在力學性能與綜合實用性方面表現突出。

力學測試顯示，與傳統主流的硫化物固態電解質相比，鋰鋯鋁氯氧的楊氏模量不足其25%，硬度低於10%。這意味著該材料在較低壓力下即可發生顯著形變，從而更易與電極材料形成並保持緊密接觸。

與此同時，該材料以粉末形態存在，既具備良好的變形能力，又不會像凝膠類材料那樣過度流動，因而能夠適配規模化生產中常用的輥壓等標準工藝。

在電化學性能方面，該電解質的離子電導率超過2 mS/cm，明顯高於一般認為滿足實際應用所需的門檻值（約1 mS/cm）。

基於上述特性，使用該電解質的全固態電池所需的外部壓力從原來難以實現的幾十至上百兆帕大幅降至僅需5兆帕。實驗中，團隊以該材料搭配鎳含量達92%的超高鎳三元正極，在5兆帕壓力下成功實現了數百次穩定充放電循環。

成本方面，該材料不含稀缺昂貴元素，原料成本估算不及目前主流硫化物固態電解質的5%，降幅高達95%，展現出顯著的商業化潛力。

該成果受到同行評審專家高度評價，認為其“將對全固態電池發展做出重要貢獻”，相關方法有望“把實驗室成果推向大規模應用”。

第二屆硫化鋰與硫化物固態電池論壇

隨著全球能源轉型加速，高安全、高能量密度的固態電池已成為下一代儲能技術的核心方向。作為最具潛力的技術路線，硫化物固態電池憑藉其接近液態電解質的離子電導率和寬電化學窗口，成為突破現有液態鋰電池能量密度瓶頸的關鍵路徑。

新能源汽車、低空經濟動力、儲能等應用為固態電池提供了巨大的市場潛力。2025年11月，寶馬集團宣佈與三星SDI、Solid Power合作，共同推進硫化物全固態電池研發；2025年11月，賽科動力硫化物固態電池項目一期0.5GWh投產，成為西南地區首個航空動力電池專用生產基地；2025年11月，烏海市20萬千瓦/80萬千瓦時半固態電池儲能電站項目成功並網。

硫化鋰作為硫化物固態電池的關鍵原材料，其低成本規模化製備取得顯著進展。2025年8月，恩捷股份百噸級高純硫化鋰中試線搭建完成，硫化物固態電解質10噸級產線投產並具備出貨能力；2025年9月，天齊鋰業年產50噸硫化鋰中試項目實質落地並動工，產線“未建先火”，多家下游企業已預定採購硫化鋰產品；2025年10月，寧德時代入股天華新能，進一步加強在固態電池材料領域的佈局；2025年11月，紫金礦業相繼與佛塑科技、廣新控股集團簽約，佈局高純硫化鋰產業。

中國在硫化物固態電池領域已形成從基礎研究到工程應用的完整產業鏈。然而，高純度硫化鋰的降本增效、硫化物電解質與電極的介面相容性、電池循環壽命與安全性的平衡等挑戰，仍是產業化需要突破的關鍵瓶頸。

由亞化諮詢主辦的第二屆硫化鋰與硫化物固態電池論壇將於2026年3月26-27日在無錫召開，匯聚領先科研機構與產業鏈龍頭企業，聚焦硫化物固態電池材料創新、工藝最佳化與產業化路徑，探討如何突破高純度硫化鋰合成、電解質空氣穩定性提升、負極適配、固固介面調控等關鍵技術瓶頸，推動硫化物固態電池的商業化處理程序。 (固態電池前沿)